CN104847865A - 齿轮组件、齿轮结构和工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种齿轮组件、齿轮结构和工程机械，其中，该齿轮组件包括主齿轮(1)和辅助齿轮，该辅助齿轮通过弹性件与该主齿轮(1)共旋转轴地连接且能够相对旋转，所述辅助齿轮在所述弹性件处于自然状态下相对于所述主齿轮(1)沿周向方向偏转且至少部分的齿交错设置。本发明的齿轮组件中的主齿轮和辅助齿轮之间通过弹性件可相对旋转地连接，且主齿轮和辅助齿轮设置为在弹性件自然状态下相互交错。因此，通过上述技术方案，能够在齿轮传动过程中发生旋转换向时，将换向的冲击能量转换成弹性件的弹性势能储存，在换向过程中减缓齿轮之间的冲击力，减轻轮齿的磨损，增加齿轮的使用寿命，还可以使齿轮适用于更高的冲击力的应用中。

Description

齿轮组件、齿轮结构和工程机械
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种齿轮组件、齿轮结构和工程机械。
背景技术
齿轮在传动过程中，由于相互配合的齿之间存在间隙，在传递扭矩的同时会对相互接触的齿面造成冲击，容易造成齿轮的损坏，尤其是在转动方向交变频繁，传递扭矩较大的时候，这种损害会更加严重。例如变速箱中关键齿轮、油井开采中传动齿轮、大型机械结构中动力传动的齿轮等都很容易在使用中受到损害，尤其是冲击和磨损。
发明内容
本发明的目的是提供一种齿轮组件，该齿轮组件能够对齿轮旋转换向时的冲击进行缓冲。
为了实现上述目的，本发明提供一种齿轮组件，其中，该齿轮组件包括主齿轮和辅助齿轮，该辅助齿轮通过弹性件与该主齿轮共旋转轴地连接且能够相对旋转，所述辅助齿轮在所述弹性件处于自然状态下相对于所述主齿轮沿周向方向偏转且至少部分的齿交错设置。
优选地，所述主齿轮和所述辅助齿轮沿所述旋转轴的方向贴合在一起。
优选地，所述辅助齿轮包括第一辅助齿轮和第二辅助齿轮，该第一辅助齿轮和第二辅助齿轮沿所述旋转轴线分别设置在所述主齿轮的两侧。
优选地，所述第一辅助齿轮和第二辅助齿轮的与所述主齿轮在所述弹性件处于自然状态下相互交错的齿分别沿周向方向位于所述主齿轮的两侧。
优选地，所述弹性件为扭转弹簧。
优选地，所述辅助齿轮与所述主齿轮的形状结构相同。
本发明的另一个目的是提供一种齿轮结构，其中，该齿轮结构包括相互啮合的第一齿轮组件和第二齿轮组件，该第一齿轮组件为根据本发明所述的齿轮组件。
优选地，所述第一齿轮组件的主齿轮和辅助齿轮共同与所述第二齿轮组件的齿轮啮合。
本发明的另一个目的是提供一种工程机械，其中，该工程机械包括本发明所述的齿轮组件，或本发明所述的齿轮结构。
本发明的齿轮组件中的主齿轮和辅助齿轮之间通过弹性件可相对旋转地连接，且主齿轮和辅助齿轮设置为在弹性件自然状态下相互交错。因此，通过上述技术方案，能够在齿轮传动过程中发生旋转换向时，将换向的冲击能量转换成弹性件的弹性势能储存，在换向过程中减缓齿轮之间的冲击力，减轻轮齿的磨损，增加齿轮的使用寿命，还可以使齿轮适用于更高的冲击力的应用中。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明优选实施方式的齿轮组件的示意图；
图2是根据本发明优选实施方式的齿轮组件的剖面示意图；
图3是根据本发明优选实施方式的第一齿轮组件的齿与第二齿轮组件的齿轮的齿相互啮合状态下的局部放大图。
附图标记说明
1主齿轮；21第一辅助齿轮；22第二辅助齿轮；3第二齿轮组件的齿轮；A第一齿轮组件
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词应当结合附图和实际应用中的方向适当解释。
本发明提供一种齿轮组件，其中，该齿轮组件包括主齿轮1和辅助齿轮，该辅助齿轮通过弹性件与该主齿轮1共旋转轴地连接且能够相对旋转，所述辅助齿轮在所述弹性件处于自然状态下相对于所述主齿轮1沿周向方向偏转且至少部分的齿交错设置。
根据本发明的技术方案，主齿轮1和辅助齿轮共旋转轴地连接在一起，主齿轮1和辅助齿轮都能够绕该旋转轴旋转。在初始状态下，弹性件处于自然状态，此时辅助齿轮相对于主齿轮1沿周向方向偏转。
需要说明的是，此处的“偏转”的含义更包含了辅助齿轮与主齿轮1中至少有部分的齿交错设置的含义。对于相同规格的两个齿轮，如果相对偏转的角度等于两个齿之间的圆心角的话，两个齿轮还会处于重合状态，而不会有轮齿相互交错的状态出现，或者即使对于规格不同的两个齿轮，也有可能相互从一个重合的状态偏转一定角度后又处于重合状态。因此，此处需要强调的是，本发明的技术方案的一个重要特征是主齿轮1和辅助齿轮在弹性件处于自然状态下时具有至少部分的齿交错设置，而对于主齿轮1和辅助齿轮的规格等并不加以限制，本领域技术人员能够根据实际需要适当选择。
该弹性件可以选择为扭转弹簧等，当辅助齿轮和主齿轮1之间相对旋转时，该弹性件能够发生变形并产生使得辅助齿轮和主齿轮1回复到初始状态的回复力。
这样，在本发明的齿轮组件与另一齿轮相互啮合且该齿轮组件作为主动轮的时候，主齿轮1和辅助齿轮作为整体与另一齿轮啮合。下面对本发明的齿轮组件在换向过程中缓冲吸能的原理进行详细解释。以附图中位于旋转轴上方的齿为例，一个辅助齿轮至少部分的齿相对于主齿轮1的齿向逆时针方向偏置并交错，即该辅助齿轮至少部分的齿相对于主齿轮1的齿向左侧偏置并交错，当该齿轮组件作为主动轮向顺时针方向旋转时，主齿轮1起到传递转矩的作用并带动另一齿轮旋转，此时主齿轮1的齿的右侧边与另一齿轮的齿接触，该辅助齿轮则仍然保持与主齿轮1相互交错的初始状态相对于主齿轮1的齿向左侧偏置，甚至与另一齿轮的齿的侧边接触。当齿轮旋转换向时，主齿轮1作为主动轮向逆时针方向旋转，由于齿轮的齿间距，主齿轮1的齿的右侧边与另一齿轮的齿脱离接触，然后主齿轮1的齿的左侧边再与另一齿轮的齿接触，在此过程中，由于辅助齿轮的齿处于相对于主齿轮1的齿向左偏置的状态，因此先与另一齿轮的齿接触，并在主齿轮1逆时针旋转的过程中，辅助齿轮与主齿轮1之间连接的弹性件发生变形，从而将主齿轮1换向时的冲击能力转换成弹性势能储存在弹性件中。当主齿轮1的齿的左侧边与另一齿轮的齿接触时，该主齿轮1和辅助齿轮的齿同时与另一齿轮的齿的同一侧边相接触。
同理地，本发明的齿轮组件作为从动轮的时候可以论证该辅助齿轮也能够起到对换向的冲击进行缓冲的作用，此处不再赘述。
需要说明的是，本发明对辅助齿轮的数量并不加以限制，本领域技术人员可以根据实际需要和结构限制适当地选择。以上仅以一个辅助齿轮为例进行了详细的介绍，虽然看似该辅助齿轮只能在一个特定的换向情况下起到缓冲的作用，但是，即使是只设置一个辅助齿轮，该辅助齿轮也可以设置为一部分的齿相对于主齿轮1的齿向顺时针方向偏置并交错，还有一部分的齿相对于主齿轮1的齿向逆时针方向偏置并交错，通过这样的结构，同样能够实现在齿轮组件的各个换向情况下均起到缓冲作用的目的。
本发明的齿轮组件中的主齿轮和辅助齿轮之间通过弹性件可相对旋转地连接，且主齿轮和辅助齿轮设置为在弹性件自然状态下相互交错。因此，通过上述技术方案，能够在齿轮传动过程中发生旋转换向时，将换向的冲击能量转换成弹性件的弹性势能储存，在换向过程中减缓齿轮之间的冲击力，减轻轮齿的磨损，增加齿轮的使用寿命，还可以使齿轮适用于更高的冲击力的应用中。
优选地，所述主齿轮1和所述辅助齿轮沿所述旋转轴的方向贴合在一起。通过下文的描述可知，在使用时，主齿轮1和辅助齿轮的齿共同与相互啮合的另一齿轮的齿啮合，因此主齿轮1和辅助齿轮沿旋转轴的方向贴合在一起形成为整体，减少间隙，便于形成一个整体与其他齿轮啮合。
优选地，所述辅助齿轮包括第一辅助齿轮21和第二辅助齿轮22，该第一辅助齿轮21和第二辅助齿轮22沿所述旋转轴线分别设置在所述主齿轮1的两侧。
并且，优选地，所述第一辅助齿轮21和第二辅助齿轮22的与所述主齿轮1在所述弹性件处于自然状态下相互交错的齿分别沿周向方向位于所述主齿轮1的两侧。
为了使齿轮组件的整体结构简单且便于控制，该辅助齿轮优选地设置为两个且分别沿旋转轴的方向设置在主齿轮1的两侧，而且优选地，该辅助齿轮与主齿轮1的规格相同。
在本优选实施方式中，例如，以附图中位于旋转轴上方的齿为例，第一辅助齿轮21至少部分的齿相对于主齿轮1的齿向逆时针方向偏置并交错，即该第一辅助齿轮21至少部分的齿相对于主齿轮1的齿向左侧偏置并交错，第二辅助齿轮22至少部分的齿相对于主齿轮1的齿向顺时针方向偏置并交错，即该第二辅助齿轮22至少部分的齿相对于主齿轮1的齿向右侧偏置并交错。
当该齿轮组件作为主动轮向顺时针方向旋转时，主齿轮1起到传递转矩的作用并带动另一齿轮旋转，此时主齿轮1的齿的右侧边与另一齿轮的齿接触，相对于主齿轮1的齿向右侧偏置并交错的第二辅助齿轮22的右侧边此时也与另一齿轮的齿接触，并且第二辅助齿轮22与主齿轮1之间连接的弹性件由于第二辅助齿轮22与主齿轮1之间发生相对旋转而变形。而第一辅助齿轮21则仍然保持与主齿轮1相互交错的初始状态相对于主齿轮1的齿向左侧偏置，甚至与另一齿轮的齿的侧边接触。当齿轮旋转换向时，主齿轮1作为主动轮向逆时针方向旋转，由于齿轮的齿间距，主齿轮1的齿的右侧边与另一齿轮的齿脱离接触，然后主齿轮1的齿的左侧边再与另一齿轮的齿接触，在此过程中，由于第一辅助齿轮21的齿处于相对于主齿轮1的齿向左偏置的状态，因此先与另一齿轮的齿接触，并在主齿轮1逆时针旋转的过程中，第一辅助齿轮21与主齿轮1之间连接的弹性件发生变形，从而将主齿轮1换向时的冲击能力转换成弹性势能储存在连接注第一辅助齿轮21与主齿轮1之间的弹性件中，而第二辅助齿轮22与主齿轮1之间的弹性件的回复力则逐渐释放减小。当主齿轮1的齿的左侧边与另一齿轮的齿接触时，该主齿轮1和第一辅助齿轮21的齿同时与另一齿轮的齿的同一侧边相接触，第二辅助齿轮22的齿则与另一齿轮的齿的另一侧边相接触。
同理可知主齿轮1在其他换向情况下的冲击能量与弹性件的弹性势能的相互转换关系。同理地，本发明的齿轮组件作为从动轮的时候可以论证该辅助齿轮也能够起到对换向的冲击进行缓冲的作用，此处不再赘述。
本发明还提供一种齿轮结构，其中，该齿轮结构包括相互啮合的第一齿轮组件A和第二齿轮组件，该第一齿轮组件A为根据本发明所述的齿轮组件。
优选地，所述第一齿轮组件A的主齿轮1和辅助齿轮共同与所述第二齿轮组件的齿轮3啮合。
通过上文的描述可知该齿轮结构的工作过程中的能量缓冲原理，此处不再赘述。
本发明还提供一种工程机械，其中，该工程机械包括本发明所述的齿轮组件，或本发明所述的齿轮结构。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种齿轮组件，其特征在于，该齿轮组件包括主齿轮(1)和辅助齿轮，该辅助齿轮通过弹性件与该主齿轮(1)共旋转轴地连接且能够相对旋转，所述辅助齿轮在所述弹性件处于自然状态下相对于所述主齿轮(1)沿周向方向偏转且至少部分的齿交错设置。
2.根据权利要求1所述的齿轮组件，其特征在于，所述主齿轮(1)和所述辅助齿轮沿所述旋转轴的方向贴合在一起。
3.根据权利要求1所述的齿轮组件，其特征在于，所述辅助齿轮包括第一辅助齿轮(21)和第二辅助齿轮(22)，该第一辅助齿轮(21)和第二辅助齿轮(22)沿所述旋转轴线分别设置在所述主齿轮(1)的两侧。
4.根据权利要求3所述的齿轮组件，其特征在于，所述第一辅助齿轮(21)和第二辅助齿轮(22)的与所述主齿轮(1)在所述弹性件处于自然状态下相互交错的齿分别沿周向方向位于所述主齿轮(1)的两侧。
5.根据权利要求1所述的齿轮组件，其特征在于，所述弹性件为扭转弹簧。
6.根据权利要求1所述的齿轮组件，其特征在于，所述辅助齿轮(2)与所述主齿轮(1)的形状结构相同。
7.一种齿轮结构，其特征在于，该齿轮结构包括相互啮合的第一齿轮组件(A)和第二齿轮组件，该第一齿轮组件(A)为根据权利要求1-6中任意一项所述的齿轮组件。
8.根据权利要求7所述的齿轮结构，其特征在于，所述第一齿轮组件(A)的主齿轮(1)和辅助齿轮共同与所述第二齿轮组件的齿轮(3)啮合。
9.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括权利要求1-6中任意一项所述的齿轮组件，或权利要求7或8所述的齿轮结构。
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